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使用单片机控制直流电机的设计

发布于：2024-07-17 编辑：匿名来源：网络

本设计以AT89C51单片机为核心，使用4*4矩阵键盘作为输入，控制直流电机的启停、速度和方向，完成了基本要求和游戏部分的要求。

设计中采用PWM技术对电机进行控制，通过占空比的计算实现精确调速。

　　1。

设计方案对比分析：　　1．电机调速模块：　　方案一：使用电阻网络或数字电位器调节电机分压，达到调速的目的。

但电阻网络只能实现步进级调速，且数字电阻的元件价格相对昂贵。

更重要的问题是一般电机的电阻很小，但电流却很大；分压不仅会降低效率，而且难以实现。

　　方案二：用继电器控制电机的通断，通过开关的切换来调节小车的速度。

这种方案的优点是电路比较简单，缺点是继电器响应时间慢、机械结构容易损坏、寿命短、可靠性不高。

　　方案3：采用达林顿管组成的H型PWM电路。

采用单片机控制达林顿管工作在占空比可调的开关状态，精确调节电机转速。

这种电路由于工作在管子的饱和截止模式，所以效率很高； H型电路保证速度和方向的控制简单；电子开关速度非常快，并且具有极好的稳定性，因此是一种广泛应用的PWM调速技术。

　　考虑到方案三调速特性优良、调节平稳、调速范围宽、过载能力大，本设计采用方案三。

　　2。

PWM调速工作模式：　　方案一：双极性工作系统。

双极工作制是指在一个脉冲周期内，单片机的两个控制端口各输出一个控制信号。

两个信号的高电平和低电平相反。

两个信号的高电平时间差决定了电机的转向和速度。

　　选项2：单极工作系统。

在单极性工作系统中，单片机控制端口的一端设置为低电平，另一端输出PWM信号。

两个端口的输出切换和PWM占空比的调整决定了电机的转向和速度。

　　由于单极性工作系统电压波形的交流分量比双极性工作系统小，电流最大波动比双极性工作系统小，所以我们采用单极性工作系统。

　　3。

PWM脉宽调制方式：　　脉宽调制有定频调宽、定宽调频和调宽调频三种方式。

我们采用定频调宽的方法，因为这种方法使电机在运行过程中更加稳定；使用单片机来实现PWM脉冲的软件实现更加方便。

　　4。

PWM软件实现方法：　　方案一：使用定时器作为脉宽控制的定时方法。

这种方法产生的脉冲宽度极其精确，误差只有几个us。

　　选项2：使用软件延迟方法。

使用单片机控制直流电机的设计

这种方法不如选项1准确。

尤其是引入中断后，会存在一定的误差。

但由于不占用定时器资源，且对于直流电机，软件延迟引起的定时误差在允许范围内，因此采用方案2。

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